ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

О МЕХАНИЗМАХ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЯДЕРНО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1,2Тимашев С.Ф.

1Филиал Научно-исследовательского физико-химического института им. Л.Я. Карпова, http://www.karpovipc.ru
Москва 105064, Российская Федерация
2Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», https://mephi.ru
Москва 115409, Российская Федерация
serget@mail.ru.

Поступила в редакцию 25.05.2017

Аннотация. Показано, что широкое разнообразие низкоэнергетических ядерных превращений, исследованных в условиях неравновесной низкотемпературной плазмы тлеющего разряда и при лазерной абляции металлов в водных средах, может быть понято на основе представлений о динамической взаимосвязи электронной и ядерной подсистем атома. Инициирующую роль при таких процессах играют электроны достаточно большой (по химическим масштабам) кинетической энергии Ee ~ 3-5 эВ, которую они могут приобретать в указанных условиях. При столкновении таких электронов с ионами или атомами плазмы становится возможным неупругое рассеяние электронов на ядрах по каналу слабого ядерного взаимодействия (здесь мы полагаем, что ядра не относятся к "К-захватным" ядрам). На первой стадии такого ядерно-химического взаимодействия образуются ядра, заряд которых на единицу меньше заряда исходного ядра, а ядерная материя локально нарушена: масса ядра в данном случае недостаточна для сохранения ядерной материи в стандартном состоянии взаимодействующих нуклонов. При таких аномальных возбуждениях ядерной материи, которые характеризуются как состояния "внутренней встряски" ("inner shake-up" или isu-состояние), релаксационная динамика ядер инициируется слабыми ядерными взаимодействиями. Такие ядра, будучи β-активными ("β-ядра"), могут обладать достаточно большими временами жизни и эффективно участвовать в ядерных реакциях (как вводимые в рассмотрение β-нейтрон и β-динейтрон). Если же исходное ядро радиоактивно, то распад β-ядер будет происходить с вероятностью, на много порядков превосходящей вероятность распада исходных ядер. Рассмотрены также ядерно-химические превращения, реализуемые в Е-САТ реакторе Андреа Росси.

Ключевые слова: низкотемпературная плазма, лазерная абляция металлов в водных средах, β-ядра, низкоэнергетические ядерно-химические превращения, u- и d-кварки, фейнмановские диаграммы инициируемых радиоактивных распадов

PACS 25.10.+s

Библиография –43 ссылки

РЭНСИТ, 2017, 9(1):37-51 DOI: 10.17725/rensit.2017.09.037

ЛИТЕРАТУРА

Fleishmann M, Pons S, Hawkins M. Electrochemically induced nuclear fusion of deuterium. J. Electroanal. Chem., 1989, 261:301-308.
Тимашев СФ. О возможном механизме ядерно-химических превращений в Pd электроде при электролизе тяжелой воды. Журнал физической химии, 1989, 63(8):2283-2284.
Sakisaka M, Tomita M. Experiments on the possible existence of a bound di-neutron. J. Phys. Soc. Japan, 1961, 16:2597-2598.
Katase A, Seki M, Akiyoshi, Yoshimura A., Sonoda M. Experiments on the existence of di-neutrons. J. Phys. Soc. Japan, 1962, 17:1211-1212.
Базь АИ, Гольданский ВИ, Зельдович ЯБ. Систематика легчайших ядер. Успехи физических наук, 1965, 85(3):445-483.
Borzakov SB, Panteleev TS, Strelkov AV, Soldner T. The Search for the Dineutron at the High Flux Reactor ILL (Grenoble, France). ISINN -10, JINR, 2003.
Savvatimova I. Transmutation of elements in low-energy glow discharge and the associated processes. Condensed Matter Nucl. Sci., 2011, 8:1-19.
Savvatimova I. Creation of more light elements in tungsten irradiated by low-energy deuterium ions. Proc.13th Int. Conf.ICCF13, Sochy, Russia, 2007, p. 505-517.
Savvatimova I, Savvatimov G, Kornilova A. Decay in tungsten irradiated by low energy deuterium ions. In: Proc. Intern. Conf. on Condensed Matter Nuclear Science, ICCF-13, Ed: Yu. Bazhutov (Tsiolkovsky Moscow Technical University, Sochi, Russia, 2007), 295-308.
Shafeev GA, Bozon-Verduraz F, Robert M. Experimental evidence of transmutation of Hg into Au under laser exposure of Hg nanodrops in D2O. Physics of Wave Phenomena, 2007, 15(3):131-136.
Simakin AV, Shafeev GA. Initiation of nuclear reactions under laser irradiation of metal nanoparticles in the presence of thorium aqua ions. Physics of Wave Phenomena, 2008, 16(4):268-274.
Barmina EV, Sukhov IA, Lepekhin NM, Priseko YuS, Filippov VG, Simakin AV, Shafeev GA. Application of copper vapor lasers in control of activity of Uranium isotopes. Quantum Electronics, 2013, 43:591-596.
Barmina EV, Timashev SF, Shafeev GA. Laser-induced synthesis and decay of Tritium under exposure of solid targets in heavy water. Journal of Physics: Conference Series, 2016, 688:012106. (8th International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications (IFSA 2013) IOP Publishing; http://arxiv.org/abs/1306.0830 [physics.gen-ph].
Seth KK, Parker B. Evidence for dineutrons in extremely neutron-rich nuclei. Phys. Rev. Lett., 1991, 66(19):2448-2451.
Ахиезер АИ, Рекало МП. Элементарные частицы. М., Наука, 1986, 256 с.
Timashev SF. Physical vacuum as a system manifesting itself on various scales – from nuclear physics to cosmology; http://arxiv.org/abs/1107.1799v7.
Тимашев СФ, Симакин АВ, Шафеев ГА. Ядерно-химические процессы в условиях лазерной абляции металлов в водных средах (проблемы «холодного синтеза»). Журнал физ. химии, 2014, 88(11):1805-1815.
Тимашев СФ. Радиоактивный распад ядер как инициируемый ядерно-химический процесс: феноменология. Журнал физической химии, 2015, 89(11):1810-1822.
Timashev Serge. Nuclear-chemical processes in the solar atmosphere. International Journal of Astrophysics and Space Science, 2014, 2(6):88-92.
Тимашев СФ. Инициирование ядерно-химических превращений в нативных системах: феноменология. Журнал физической химии, 2016, 90(10):1563-1569.
United State Patent – US 9,115,913 B1, Aug. 25. 2015 .https://animpossibleinvention.files.wordpress.com/2015 /08/us9115913b1.pdf; Andrea Rossi.
Levi G, Foschi E, Höistad B, Essén H. Observation of Abundant Heat Production from a Reactor Device and of Isotopic Changes in the Fuel. 2014. http://amsacta.unibo.it/4084/1/LuganoReportSubmit.pdf.
Jung M, Bosch F, Beckert K et al. First observation of bound-state decay. Phys. Rev. Lett., 1992, 69:2164-2167.
Bosch F, Faestermann T, Friese J et al. Observation of bound-state β−decay of fully ionized 187Re: 187Re – 187Os cosmochronometry. Phys. Rev. Lett., 1996, 77:5190-5193.
Thomas SA, Abdalla FD, Lahav O. Upper Bound of 0.28 eV on Neutrino Masses from the Largest Photometric Redshift Survey. Phys. Rev. Lett., 2010, 105(3):031301.
Lattimer JM, Pethick CJ, Prakash M, Haensel P. Direct URCA process in neutron stars. Phys. Rev. Lett., 1991, 66:2701-2704.
Timashev Serge F. The Planck numbers and the essence of gravity: phenomenology. http://arxiv.org/abs/1701.08073 [physics.gen-ph].
Vysotskii VI, Kornilova AA. Microbial transmutation of Cs-137 and LENR in growing biological systems. Curr. Sci., 2015, 108: 636-640.
Donnelly TW, Formaggio JA, Holstein BR, Milner RG, B. Surrow B. Foundations of Nuclear and Particle Physics. Cambridge, University Press, 2017, 745 p.
Sharapov VM, Kanashenko SL. Vopr. At. Nauki Tekh., Ser. Termoyad. Sintez. 2008, 2:20 [in Russian].
Kervran CL. Biological Transmutation. Happiness Press, USA, Magalia, California, 1998.
Biberian J-P. Review Article Biological Transmutations: Historical Perspective. J. Condensed Matter Nucl. Sci., 2012, 7:11-25.
Vysotskii VI, Kornilova AA. Nuclear Transmutation of Stable And Radioactive Isotopes In Biological Systems. Pentagon Press, New Delhi, 2010.
Gromov AA, Gromov AM, Popenko EM et al. Formation of calcium in the products of iron-aluminum thermite combustion in air. Russian Journal of Physical Chemistry A, 2016, 90(10):2104-2106.
Borisov AA, De Luca LT, Merzhanov AG. Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Materials. CRC Press. Taylor and Francis, 2000, 400 p.
Tunitskii NN, Kaminskii VA, Timashev SF. Methods of Physicochemical Kinetics. Moscow, Khimiya Publ., 1972, 198 p.
Revel’skiy IA, Buryak AK, Sajti PL et al. Isotopic ratio changes of several trace elements in nickel as a result of laser ablation in aqueous medium, in press.
Серков АА, Акованцева АА, Бармина ЕВ, и др. Роль структуры поверхности в инициировании ядерно-химических процессов при лазерной абляции металлов в водных средах. Журнал физической химии, 2014, 88(11):1816-1823.
Тимашев СФ. О термофлуктуационной природе прочности твердых тел. Доклады АН СССР, 1984, 276:898-902.
Бонч-Бруевич ВЛ, Калашников СГ. Физика полупроводников. М., Наука, 1990, 678 с.
Barmina EV, Fotakis C, Stratakis E, Stolyarov VN, Stolyarov IN, Shafeev GA, Serkov AA. Nano-textured W shows improvement of thermionic emission properties. Appl. Phys. A, 2012:1-4.
Тимашев СФ, Поляков ЮС, Лакеев СГ, Мисуркин ПИ, Данилов АИ. Принципы флуктуационной метрологии. Журнал физической химии, 2010, 84(10):1980-2000.
Mirsaidov U, Timashev SF, Polyakov YuS, Misurkin PI, Polyakov SV, Musaev I. Analytical method for parameterizing the random profile components of nanosurfaces imaged by atomic force microscopy. Analyst, 2011, 136(3):570-576; http://arxiv.org/abs/1010.6232

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/200/9(1)37-51.pdf